(57)【要約】【課題】再生制御の実行による燃費の悪化をできるだけ小さく抑える。【解決手段】ＮＯｘ触媒１７に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときにＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、再生制御の実行が要求されたときに内燃機関の運転がリーン運転となっている場合、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を実行し、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に内燃機関の運転がリーン運転となった場合、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を継続し、リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を中止する。【選択図】図４
2007198179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、該内燃機関の運転を、燃焼室内の混合気の空燃比を所定の空燃比よりもリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリーン運転と燃焼室内の混合気の空燃比を前記所定の空燃比よりもリッチな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリッチ運転とに分類し、リッチ運転が可能な機関条件で内燃機関が運転された時間をリッチ可能運転時間として記憶しておき或いはリッチ運転が可能な機関条件で車両が走行した距離をリッチ可能運転走行距離として記憶しておき、基準とする時刻から現在までの時間に占める前記リッチ可能運転時間の割合または基準とする時刻から現在までに車両が走行した距離に占める前記リッチ可能運転走行距離の割合をリッチ可能運転割合として算出し、再生制御の実行が要求されたときに内燃機関の運転が前記リーン運転となっている場合、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を実行し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に内燃機関の運転がリーン運転となった場合、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を継続し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を中止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
再生制御を実行せず或いは中止したときには、その後、内燃機関の運転がリッチ運転となったときに再生制御を実行し或いは再開することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、所定の第１の条件が成立したときに常に再生制御を実行して所定の第２の条件が成立したときに常に再生制御を終了するとしたときに基準とする時刻から所定時間先の時刻までの期間に消費されるであろう燃料の量を前記基準とする時刻から前記再生制御中である現在までの内燃機関の運転の履歴に基づいて推定燃料消費量として推定する計算式を用意し、再生制御の実行が要求されたときに前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときには再生制御を中止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、該内燃機関の運転を、燃焼室内の混合気の空燃比を所定の空燃比よりもリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリーン運転と燃焼室内の混合気の空燃比を前記所定の空燃比よりもリッチな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリッチ運転とに分類し、リッチ運転が可能な機関条件で内燃機関が運転された時間をリッチ可能運転時間として記憶しておき或いはリッチ運転が可能な機関条件で車両が走行した距離をリッチ可能運転走行距離として記憶しておき、基準とする時刻から現在までの時間に占める前記リッチ可能運転時間の割合または基準とする時刻から現在までに車両が走行した距離に占める前記リッチ可能運転走行距離の割合をリッチ可能運転割合として算出し、所定の第１の条件が成立したときに常に再生制御を実行して所定の第２の条件が成立したときに常に再生制御を終了するとしたときに基準とする時刻から所定時間先の時刻までの期間に消費されるであろう燃料の量を前記基準とする時刻から前記再生制御中である現在までの内燃機関の運転の履歴に基づいて推定燃料消費量として推定する計算式を用意し、再生制御の実行が要求されたときに前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであっても前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであって前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであっても前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであって前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を中止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記リッチ運転が可能な機関条件が車速が所定の速度よりも速いことであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記リッチ運転が可能な機関条件が内燃機関に要求される負荷が所定値を下回る回数が所定の回数よりも少ないことであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記リッチ運転が可能な機関条件が車速が所定の速度よりも速く且つ内燃機関に要求される負荷が所定値を下回る回数が所定の回数よりも少ないことであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記所定の第１の条件がＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が第１の量に達したことであり、前記所定の第２の条件がＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が前記第１の量よりも少ない第２の量に達したことであり、前記第１の量と第２の量との差をＳＯｘ保持可能量と称し、再生制御が実行されていない機関運転状態で車両が走行する距離を通常走行距離と称し、再生制御が実行されている機関運転状態で車両が走行する距離を再生走行距離と称し、再生制御が実行されていないときに単位車両走行距離当たりに機関駆動用に燃焼室に供給される燃料量を通常時機関駆動用単位燃料量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりに機関駆動用に燃焼室に供給される燃料量を再生時機関駆動用単位燃料量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるためにＮＯｘ触媒に供給される燃料量を再生用単位燃料量と称し、再生制御が実行されていないときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒に保持されるＳＯｘ量を単位ＳＯｘ保持量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒から放出されるＳＯｘ量を単位ＳＯｘ放出量と称したとき、前記計算式が、再生時機関駆動用単位燃料量から通常時機関駆動用単位燃料量を推定し、該通常時機関駆動用単位燃料量の推定値に基づいて単位ＳＯｘ保持量を求め、該求められた単位ＳＯｘ保持量と前記ＳＯｘ保持可能量とから通常走行距離を推定すると共に、再生時機関駆動用単位燃料量と再生用単位燃料量との合計の量に基づいて単位ＳＯｘ放出量を求め、該求められた単位ＳＯｘ放出量と前記ＳＯｘ保持可能量とから再生走行距離を推定し、前記通常時機関駆動用単位燃料量の推定値と前記通常走行距離の推定値と前記再生時機関駆動用単位燃料量と前記再生走行距離の推定値とに基づいて所定車両走行距離における燃料消費量を推定燃料消費量として算出する式であることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、内燃機関の排気通路にＮＯｘ触媒を備えた排気浄化装置が記載されている。ここでのＮＯｘ触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を蓄え、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると、蓄えているＮＯｘを排気ガス中の還元剤でもって還元する。また、このＮＯｘ触媒は、排気ガス中のＳＯｘ（硫黄酸化物）をも蓄える。そして、ＮＯｘ触媒に蓄えられているＳＯｘの量が所定量よりも多くなったときには、内燃機関が減速運転中であって且つ内燃機関の燃焼室への燃料供給が停止されているという条件が成立しているか否かを判別し、これら条件が成立している場合、ＮＯｘ触媒の温度を所定温度よりも高くすると共に理論空燃比またはそれよりもリッチ空燃比の排気ガスを該ＮＯｘ触媒に供給することによって、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したように、ＮＯｘ触媒の温度を所定温度よりも高くすると共に理論空燃比またはそれよりもリッチ空燃比の排気ガスをＮＯｘ触媒に供給することによって、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する制御（以下「再生制御」という）を行う場合、ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチ空燃比の排気ガスを供給するためには、燃料噴射弁から噴射する燃料の量を比較的大きく増量するか、或いは、ＮＯｘ触媒に流入する前の排気ガス中に比較的多量の燃料を添加する必要がある。したがって、再生制御を行うと、少なからず、燃費が悪くなる。
【０００５】
一方、再生制御によって同じ量のＳＯｘをＮＯｘ触媒から放出させる場合であっても、そのときの内燃機関の運転状態に応じて燃費の悪化度合が異なる。すなわち、内燃機関の運転状態が再生制御の実行による燃費の悪化度合が小さい状態にあるときに、再生制御を行うようにすれば、再生制御の実行による燃費の悪化を小さく抑えることができる。
【０００６】
本発明の目的は、再生制御の実行による燃費の悪化をできるだけ小さく抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、該内燃機関の運転を、燃焼室内の混合気の空燃比を所定の空燃比よりもリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリーン運転と燃焼室内の混合気の空燃比を前記所定の空燃比よりもリッチな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリッチ運転とに分類し、リッチ運転が可能な機関条件で内燃機関が運転された時間をリッチ可能運転時間として記憶しておき或いはリッチ運転が可能な機関条件で車両が走行した距離をリッチ可能運転走行距離として記憶しておき、基準とする時刻から現在までの時間に占める前記リッチ可能運転時間の割合または基準とする時刻から現在までに車両が走行した距離に占める前記リッチ可能運転走行距離の割合をリッチ可能運転割合として算出し、再生制御の実行が要求されたときに内燃機関の運転が前記リーン運転となっている場合、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を実行し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に内燃機関の運転がリーン運転となった場合、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいか否かを判別し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を継続し、前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を中止する。
【０００８】
２番目の発明では、１番目の発明において、再生制御を実行せず或いは中止したときには、その後、内燃機関の運転がリッチ運転となったときに再生制御を実行し或いは再開する。
【０００９】
３番目の発明では、車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、所定の第１の条件が成立したときに常に再生制御を実行して所定の第２の条件が成立したときに常に再生制御を終了するとしたときに基準とする時刻から所定時間先の時刻までの期間に消費されるであろう燃料の量を前記基準とする時刻から前記再生制御中である現在までの内燃機関の運転状態の履歴に基づいて推定燃料消費量として推定する計算式を用意し、再生制御の実行が要求されたときに前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときには再生制御を中止する。
【００１０】
４番目の発明では、車両に搭載される内燃機関であって、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気ガス中のＮＯｘを保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備え、該ＮＯｘ触媒が流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに排気ガス中のＳＯｘをも保持し且つ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると保持しているＳＯｘを放出し、該ＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が所定量に達したときに該ＮＯｘ触媒に理論空燃比またはそれよりもリッチな排気ガスを供給することによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生する再生制御を実行する内燃機関において、該内燃機関の運転を、燃焼室内の混合気の空燃比を所定の空燃比よりもリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリーン運転と燃焼室内の混合気の空燃比を前記所定の空燃比よりもリッチな空燃比にして混合気の燃焼を行わせるリッチ運転とに分類し、リッチ運転が可能な機関条件で内燃機関が運転された時間をリッチ可能運転時間として記憶しておき或いはリッチ運転が可能な機関条件で車両が走行した距離をリッチ可能運転走行距離として記憶しておき、基準とする時刻から現在までの時間に占める前記リッチ可能運転時間の割合または基準とする時刻から現在までに車両が走行した距離に占める前記リッチ可能運転走行距離の割合をリッチ可能運転割合として算出し、所定の第１の条件が成立したときに常に再生制御を実行して所定の第２の条件が成立したときに常に再生制御を終了するとしたときに基準とする時刻から所定時間先の時刻までの期間に消費されるであろう燃料の量を前記基準とする時刻から前記再生制御中である現在までの内燃機関の運転の履歴に基づいて推定燃料消費量として推定する計算式を用意し、再生制御の実行が要求されたときに前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであっても前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を実行し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであって前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を実行せず、或いは、再生制御の実行中に前記推定燃料消費量が所定量よりも少ないか否かを判別し、該推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであっても前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも小さいときには再生制御を継続し、前記推定燃料消費量が所定量よりも多いときであって前記リッチ可能運転割合が所定の割合よりも大きいときには再生制御を中止する。
【００１１】
５番目の発明では、１〜４番目の発明において、前記リッチ運転が可能な機関条件が車速が所定の速度よりも速いことである。
【００１２】
６番目の発明では、１〜４番目の発明のいずれか１つにおいて、前記リッチ運転が可能な機関条件が内燃機関に要求される負荷が所定値を下回る回数が所定の回数よりも少ないことである。
【００１３】
７番目の発明では、１〜４番目の発明のいずれか１つにおいて、前記リッチ運転が可能な機関条件が車速が所定の速度よりも速く且つ内燃機関に要求される負荷が所定値を下回る回数が所定の回数よりも少ないことである。
【００１４】
８番目の発明では、３または４番目の発明において、前記所定の第１の条件がＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が第１の量に達したことであり、前記所定の第２の条件がＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘの量が前記第１の量よりも少ない第２の量に達したことであり、前記第１の量と第２の量との差をＳＯｘ保持可能量と称し、再生制御が実行されていない機関運転状態で車両が走行する距離を通常走行距離と称し、再生制御が実行されている機関運転状態で車両が走行する距離を再生走行距離と称し、再生制御が実行されていないときに単位車両走行距離当たりに機関駆動用に燃焼室に供給される燃料量を通常時機関駆動用単位燃料量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりに機関駆動用に燃焼室に供給される燃料量を再生時機関駆動用単位燃料量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるためにＮＯｘ触媒に供給される燃料量を再生用単位燃料量と称し、再生制御が実行されていないときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒に保持されるＳＯｘ量を単位ＳＯｘ保持量と称し、再生制御が実行されているときに単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒から放出されるＳＯｘ量を単位ＳＯｘ放出量と称したとき、前記計算式が、再生時機関駆動用単位燃料量から通常時機関駆動用単位燃料量を推定し、該通常時機関駆動用単位燃料量の推定値に基づいて単位ＳＯｘ保持量を求め、該求められた単位ＳＯｘ保持量と前記ＳＯｘ保持可能量とから通常走行距離を推定すると共に、再生時機関駆動用単位燃料量と再生用単位燃料量との合計の量に基づいて単位ＳＯｘ放出量を求め、該求められた単位ＳＯｘ放出量と前記ＳＯｘ保持可能量とから再生走行距離を推定し、前記通常時機関駆動用単位燃料量の推定値と前記通常走行距離の推定値と前記再生時機関駆動用単位燃料量と前記再生走行距離の推定値とに基づいて所定車両走行距離における燃料消費量を推定燃料消費量として算出する式である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるためにＮＯｘ触媒にリッチな排気ガスを供給したときの燃費に影響を与えるリッチ可能運転割合や、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるためにＮＯｘ触媒にリッチな排気ガスを供給したときの燃費自体を考慮して、再生制御を実行するか否か、或いは、再生制御を継続するか否かを判断しているので、再生制御の実行による燃費の悪化が小さく抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関を示した図である。図１に示した内燃機関は、圧縮着火式の内燃機関であり、車両に搭載される。図１において、Ｅは内燃機関の本体、１はシリンダヘッド、２はシリンダブロック、３はピストン、４は燃焼室、５は吸気弁、６は吸気ポート、７は排気弁、８は排気ポート、９は燃料噴射弁をそれぞれ示している。燃料噴射弁９は、燃焼室４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁である。
【００１７】
吸気ポート６は、吸気管１０を介してサージタンク１１に接続されている。また、サージタンク１１は、吸気管１２を介してエアクリーナ１３に接続されている。吸気管１２内には、スロットル弁１４が配置されている。スロットル弁１４上流の吸気管１２には、エアフローメータ１５が取り付けられている。一方、排気ポート８は、排気管１６を介してＮＯｘ触媒１７を収容した触媒コンバータ１８に接続されている。さらに、排気管１６には、排気ガスに還元剤としての燃料を添加する燃料添加弁１９が取り付けられている。なお、本実施形態では、燃料添加弁１９から排気ガス中に添加される燃料は、燃料噴射弁９から噴射する燃料を貯留している燃料タンクから供給される燃料である。
【００１８】
ＮＯｘ触媒１７は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸収し又は吸着させることによって保持する。一方、ＮＯｘ触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなると、保持しているＮＯｘを放出し、この放出したＮＯｘを排気ガス中の還元剤（燃料）によって還元浄化する。
【００１９】
ところで、ＮＯｘ触媒１７が保持することが可能なＮＯｘ量には限界がある。そこで、内燃機関の運転（以下「機関運転」という）中に、ＮＯｘ触媒が保持しているＮＯｘ量（以下「ＮＯｘ保持量」という）を把握しておき、ＮＯｘ保持量が所定量（ＮＯｘ触媒が最大限に保持可能なＮＯｘ量またはそれよりも少ない量）に達したとき、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなるように、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加する。これにより、ＮＯｘ触媒からＮＯｘが放出されて還元浄化される。そして、ＮＯｘ保持量が上記所定量よりも少ない所定の量に達したとき、燃料添加弁１９からの燃料の添加を終了する。
【００２０】
なお、ＮＯｘ保持量は、例えば、以下のようにして把握することができる。ＮＯｘ触媒１７に流入するＮＯｘは、燃焼室４内で生成される。ここで、燃焼室４内で生成されるＮＯｘ量（以下「ＮＯｘ生成量」という）は、内燃機関に要求される負荷（以下「要求負荷」という）や機関回転数といった燃料噴射弁９から噴射される燃料に影響を与えるパラメータに依存する。そこで、要求負荷と機関回転数とに応じたＮＯｘ生成量を予め実験などによって求め、この求めたＮＯｘ生成量を、例えば、図２に示したような要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとの関数のマップの形で記憶しておく。そして、機関運転中、要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとに応じて図２に示したマップからＮＯｘ生成量ＮＯＸを読み出し、これを積算することによってＮＯｘ保持量を求める。一方、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加してＮＯｘ触媒に保持されているＮＯｘを還元しているとき（以下「ＮＯｘ還元時」という）、還元されるＮＯｘの量は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合、すなわち、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガス中の還元剤（燃料）の量に依存する。そこで、ＮＯｘ還元時は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガス中の還元剤（燃料）の量に応じてＮＯｘ保持量を少なくすることによってＮＯｘ保持量を求める。
【００２１】
ところで、ＮＯｘ触媒１７は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中のＳＯｘ（硫黄酸化物）をも吸収し或いは吸着させることによって保持する。そして、ＮＯｘ触媒が保持しているＳＯｘ量が多くなるほど、その分、ＮＯｘ触媒が保持可能なＮＯｘ量が少なくなってしまう。ここで、ＮＯｘ触媒は、その温度がＮＯｘ保持・還元作用を十分に行うようになるいわゆる活性温度よりも高い温度（以下「ＳＯｘ放出温度」という）とされると共に、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとされると、保持しているＳＯｘを放出する。
【００２２】
そこで、第１の実施形態では、機関運転中に、ＮＯｘ触媒１７が保持しているＳＯｘ量（以下「ＳＯｘ保持量」という）を把握しておき、所定の条件（これについては、後述する）が成立したとき、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ放出温度まで上昇させると共に、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとなるように、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加する。これにより、ＮＯｘ触媒からＳＯｘが放出され、該ＮＯｘ触媒が再生される。そして、ＳＯｘ保持量が所定量に達したとき、燃料添加弁１９からの燃料の添加を終了する。
【００２３】
なお、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ放出温度まで上昇させる方法としては、例えば、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加し、この燃料をＮＯｘ触媒１７にて燃焼させるという方法がある。
【００２４】
また、ＳＯｘ保持量は、例えば、以下のようにして把握することができる。ＮＯｘ触媒１７に流入するＳＯｘ（以下「ＳＯｘ含有量」という）は、燃焼室４内で生成される。ここで、燃焼室４内で生成されるＳＯｘ量（以下「ＳＯｘ生成量」という）は、要求負荷や機関回転数といった燃料噴射弁９から噴射される燃料に影響を与えるパラメータに依存する。そこで、要求負荷と機関回転数とに応じたＳＯｘ生成量を予め実験などによって求め、この求めたＳＯｘ生成量を、例えば、図３に示したような要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとの関数のマップの形で記憶しておく。そして、機関運転中、要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとに応じて図３に示したマップからＳＯｘ生成量ＳＯＸを読み出し、これを積算することによって、ＳＯｘ保持量を求める。一方、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加してＮＯｘ触媒に保持されているＳＯｘを放出させているとき（以下「再生時」という）、放出されるＳＯｘの量は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合、すなわち、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガス中の還元剤（燃料）の量に依存する。そこで、再生時は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガス中の還元剤（燃料）の量に応じてＳＯｘ保持量を少なくすることによってＳＯｘ保持量を求める。
【００２５】
次に、ＮＯｘ触媒１７からＳＯｘを放出させて該ＮＯｘ触媒を再生させるために燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加する制御（以下「再生制御」という）の実行について説明する。基本的には、ＳＯｘ保持量（ＮＯｘ触媒が保持しているＳＯｘの量）が一定の量（例えば、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ保持能力が一定の能力以上に維持されるＳＯｘ保持量）に達したときに再生制御を実行し、ＳＯｘ保持量が一定の量（例えば、ゼロ）にまで少なくなったときに再生制御を終了するようにすれば、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ保持能力を一定の能力以上に維持することができる。
【００２６】
ところが、上述したように、再生制御では、ＮＯｘ触媒１７に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはそれよりもリッチにする必要があり、このとき、機関運転が燃焼室４内の混合気（燃料と空気との混合物）の空燃比を理論空燃比またはそれよりもリッチな空燃比にして混合気の燃焼を行わせる運転（以下「リッチ運転」という）になっていれば、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチになっているのであるから、燃料添加弁１９から排気ガス中に燃料を添加する必要がなく、単に、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ放出温度まで上昇させればよい。したがって、この場合、再生制御を実行したとしても、燃費が悪化することはなく、或いは、少なくとも、燃費の悪化は小さい。
【００２７】
しかしながら、機関運転が燃焼室４内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせる運転（以下「リーン運転」という）になっているときに、再生制御を実行すると、燃料添加弁１９から燃料を排気ガス中に添加する必要があるし、機関運転が燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもかなりリーンな空燃比にして混合気の燃焼を行わせる運転になっている場合には、燃料添加弁から比較的多量の燃料を排気ガス中に添加する必要がある。したがって、この場合、再生制御を実行すると、燃費が大きく悪化することになる。
【００２８】
したがって、燃費の悪化をできるだけ抑えるためには、機関運転状態がリッチ運転が可能な機関条件での運転状態（以下「リッチ可能運転状態」という）になっているときに再生制御を実行することが好ましい。そこで、第１の実施形態では、過去の機関運転履歴から、リッチ可能運転状態で車両が走行する時間（以下「リッチ可能運転時間」という）を求め、このリッチ可能運転時間が予め定められた時間に対して占める割合（以下「リッチ可能運転割合」という）を継続的に求めておく。また、これと共に、第１の実施形態では、ＮＯｘ触媒１７が保持しているＳＯｘの量（ＳＯｘ保持量）が一定の量に達したとき、再生制御の実行を要求する。
【００２９】
そして、第１の実施形態では、再生制御の実行が要求されたときに機関運転がリーン運転にあるときには、リッチ可能運転割合が予め定められた割合（以下「所定割合」という）よりも大きいか否かを判別する。ここで、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さければ、再生制御を実行するが、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きければ、再生制御を実行しない。
【００３０】
すなわち、機関運転がリーン運転であるときに再生制御を実行するよりも機関運転がリッチ可能運転状態であるときに再生制御を実行したほうが燃費の悪化が小さいことから、燃費の悪化を抑えるためには、機関運転がリッチ可能運転状態であるときに再生制御を実行するのが好ましい。そして、リッチ可能運転割合が大きければ、いずれ早い時期に機関運転がリッチ可能運転状態となる可能性が高いのであるから、燃費の悪化を抑えるという観点からは、再生制御の実行が要求されたときに機関運転がリーン運転にあれば、再生制御を実行せず、その後、機関運転がリッチ可能運転状態となったときに再生制御を実行したほうが好ましい。
【００３１】
そこで、第１の実施形態では、再生制御の実行が要求されたときに機関運転がリーン運転にある場合には、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かを判別し、ここで、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さければ、再生制御を実行するが、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きければ、再生制御を実行しないようにしているのである。そして、再生制御を実行しなかった場合、その後、機関運転がリッチ可能運転状態となったときに再生制御を実行する。これによれば、燃費の悪化を抑制することができる。また、これによれば、機関運転がリーン運転となっていてＮＯｘ触媒の温度がそもそも低く、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ放出温度に達するようにＮＯｘ触媒の温度を大きく上昇させる必要があるときには、再生制御を実行しない、すなわち、ＮＯｘ触媒の温度を大きく上昇させることがないので、ＮＯｘ触媒に対する熱負荷が小さくてすむ。
【００３２】
なお、第１の実施形態では、再生制御を実行しなかった場合、機関運転がリッチ可能運転状態になるまで再生制御の実行を待機することになるのであるが、機関運転がリッチ可能運転状態にならずに比較的長い時間が経過すると、ＮＯｘ触媒１７のＳＯｘ保持量が最大限に許容可能な量（すなわち、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ保持能力を許容することができないほどに低下させてしまうほどのＳＯｘ保持量）に達してしまうこともある。そこで、第１の実施形態において、再生制御を実行しなかった場合において、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ保持量が最大限に許容可能な量に達してしまったときには、再生制御を実行するようにしてもよい。
【００３３】
また、第１の実施形態において、再生制御が実行されたときであっても、再生制御の実行中に機関運転がリーン運転になることもある。そこで、第１の実施形態において、再生制御の実行中に機関運転がリーン運転になったときにも、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かを判別し、ここで、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さければ再生制御を継続するが、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きければ再生制御を中止し、その後、機関運転がリッチ可能運転状態となったときに再生制御を再開するようにしてもよい。これによれば、燃費の悪化をさらに抑制することができる。また、これによれば、ＮＯｘ触媒に対する熱負荷がさらに小さくてすむ。
【００３４】
なお、第１の実施形態において、再生制御の実行が要求されたときに、機関運転がリーン運転であるか否かやリッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かに係わらず、再生制御を実行するようにしてもよい。この場合、再生制御の実行中に機関運転がリーン運転であるか否か或いはリーン運転となったか否かを判別し、ここで、機関運転がリーン運転であるとき或いはリーン運転となったときにリッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かを判別し、ここで、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さいときには再生制御を継続するが、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいときには再生制御を中止し、その後、機関運転がリッチ可能運転状態になったときに再生制御を再開する。
【００３５】
ところで、第１の実施形態において、再生制御を実行するか否かを判別するために、リッチ可能運転割合を考慮するのに代えて或いはこれに加えて、或る特定の時刻を基準時刻とし、所定の条件（例えば、ＳＯｘ保持量がＮＯｘ触媒のＮＯｘ保持能力が一定の能力以上に維持されるＳＯｘ保持量に達したこと）が成立したときに常に再生制御を実行し、別の所定の条件（例えば、ＳＯｘ保持量がゼロになったこと）が成立したときに常に再生制御を終了するとしたときに、基準時刻から所定時間先の時刻（特に、現在よりも先の時刻）までの期間に消費される燃料の量（これは、燃料噴射弁９から噴射されるトータルの燃料量と燃料添加弁１９から排気ガス中に添加されるトータルの燃料量との合計である）または単位車両走行距離当たりに消費される燃料の量を基準時刻から再生制御中である現在までの機関運転履歴に基づいて推定燃料消費量として推定し、この推定燃料消費量を考慮するようにしてもよい。
【００３６】
すなわち、第１の実施形態においてリッチ運転割合を考慮するのに代えて推定燃料消費量を考慮する第２の実施形態では、再生制御の実行が要求されたときに推定燃料消費量が所定量量よりも多いか否かを判別する。ここで、推定燃料消費量が所定量よりも多いときには、再生制御を実行しない。そして、その後、推定燃料消費量が所定量よりも小さくなったときに再生制御を実行する。もちろん、推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには、再生制御を実行する。
【００３７】
また、第２の実施形態において、再生制御の実行中にも推定燃料消費量が所定量よりも多くなったか否かを判別するようにしてもよい。この場合、推定燃料消費量が所定量よりも多くなったときには、再生制御を中止する。そして、その後、推定燃料消費量が所定量よりも少なくなったときに、再生制御を再開する。もちろん、再生制御の実行中において推定燃料消費量が所定量よりも少ない限り、再生制御を継続する。
【００３８】
なお、第２の実施形態において、再生制御の実行が要求されたときに、推定燃料消費量が所定量よりも多いか否かに係わらず、再生制御を実行するようにしてもよい。そして、この場合、再生制御の実行中に推定燃料消費量が所定量よりも多いか否かを判別し、ここで、推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには再生制御を継続するが、推定燃料消費量が所定量よりも多いときには再生制御を中止し、その後、推定燃料消費量が所定量よりも少なくなったときに再生制御を再開する。
【００３９】
また、第１の実施形態においてリッチ運転割合を考慮するのに加えて推定燃料消費量を考慮する第３の実施形態では、再生制御の実行が要求されたときに推定燃料消費量が所定量よりも多いか否かを判別する。ここで、推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには、再生制御を実行する。一方、推定燃料消費量が所定量よりも多いときには、リッチ運転割合が所定割合よりも大きいか否かを判別する。ここで、リッチ運転割合が所定割合よりも小さいときには、再生制御を実行する。一方、リッチ運転割合が所定割合よりも大きいときには、再生制御を実行しない。そして、その後、推定燃料消費量が所定量よりも少なくなったとき、或いは、推定燃料消費量が所定量よりも多いがリッチ運転割合が所定割合よりも小さくなったときに、再生制御を実行する。
【００４０】
なお、第３の実施形態において、再生制御の実行が要求されたときに、推定燃料消費量が所定量よりも多いか否かや、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かに係わらず、再生制御を実行するようにしてもよい。そして、この場合、再生制御中に推定燃料消費量が所定量よりも多いか否かを判別する。ここで、推定燃料消費量が所定量よりも少ないときには、再生制御を継続する。一方、推定燃料消費量が所定量よりも多いときには、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいか否かを判別する。ここで、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さいときには、再生制御を継続する。一方、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいときには、再生制御を中止し、その後、推定燃料消費量が所定量よりも少なくなったとき或いは推定燃料消費量が所定量よりも多いがリッチ可能運転割合が所定割合よりも小さくなったときに、再生制御を再開する。
【００４１】
なお、上述した実施形態において、リッチ可能運転状態で車両が走行する距離を求め、この距離が予め定められた距離に対して占める割合をリッチ可能運転割合としてもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態において、機関運転がリッチ可能運転状態にあるのか否かの判別は、例えば、以下のようにして行えばよい。すなわち、一般的に、車両の速度（以下「車速」という）が速いと、燃料噴射弁９から燃焼室４内に噴射される燃料が多く、燃焼室内の混合気の空燃比は、よりリッチとされ、一方、車速が遅いと、燃料噴射弁から燃焼室に噴射される燃料が少なく、燃焼室内の混合気の空燃比は、よりリーンとされる。そこで、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチとされることが可能な車速（以下「所定速度」という）を予め実験などによって求めておき、車速が所定速度よりも速いときには、機関運転がリッチ可能運転状態にあると判別すればよい。
【００４３】
或いは、一般的に、アクセルペダルが踏み込まれたり解放されたりする回数（以下「アクセル踏込回数」という）が少ない、すなわち、内燃機関に要求される負荷が所定値（好ましくは、ゼロまたはそれに極めて近い値）を下回る回数が少ないと、燃料噴射弁９から燃焼室４内に噴射される燃料が平均して多く、したがって、燃焼室内の混合気の空燃比がよりリッチとされていると言え、一方、アクセル踏込回数が多い、すなわち、内燃機関に要求される負荷が上記所定値を下回る回数が多いと、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射される燃料が平均して少なく、したがって、燃焼室内の混合気の空燃比がよりリーンとされていると言える。そこで、燃焼室内の混合気の空燃比が平均して理論空燃比またはそれよりもリッチとされることが可能なアクセル踏込回数（以下「所定回数」という）を予め実験などによって求めておき、アクセル踏込回数が所定回数よりも少ないときには、機関運転状態がリッチ運転状態にあると判別すればよい。
【００４４】
或いは、車速とアクセル踏込回数とを考慮して機関運転がリッチ可能運転状態にあるのか否かを判別してもよい。すなわち、車速が所定速度よりも速く且つアクセル踏込回数が所定回数よりも少ないときには、機関運転がリッチ可能運転状態にあると判別し、一方、車速が所定速度よりも遅く或いはアクセル踏込回数が所定回数よりも多いときには、機関運転がリッチ可能運転状態にないと判別するようにしてもよい。
【００４５】
なお、第３の実施形態では、推定燃料消費量が所定量よりも大きいがリッチ可能運転割合が所定割合よりも小さいときには、再生制御を実行し或いは再生制御を継続しているが、これに代えて、機関運転状態がアクセルペダルの踏込量がゼロ（すなわち、要求負荷がゼロ）であるいわゆる減速運転状態であるか或いはアクセルペダルの踏込量が極めて小さい（すなわち、要求負荷が極めて小さい）いわゆるアイドル運転状態であるとき以外には、再生制御の実行を禁止し（すなわち、再生制御の実行が要求されているときには再生制御を実行せず、再生制御の実行中は再生制御を中止し）、機関運転状態が減速運転状態またはアイドル運転状態となったときに再生制御の実行を許可する（すなわち、機関運転状態が減速運転状態またはアイドル運転状態となったときに再生制御の実行が要求されれば、再生制御を実行し或いは再開する）ようにしてもよい。
【００４６】
次に、推定燃料消費量として単位車両走行距離当たりの燃料消費量を採用した場合において、この燃料消費量を算出する方法の１つについて説明する。この算出方法の基本的な考え方は、ＮＯｘ触媒１７が保持しているＳＯｘの量（ＳＯｘ保持量）が一定量（上述した実施形態において、再生制御の実行が要求されるＳＯｘ保持量であり、以下「再生要求ＳＯｘ保持量」という）に達したときに常に再生制御を実行し、ＳＯｘ保持量が一定量（上述した実施形態において、再生制御を終了するＳＯｘ保持量であり、以下「再生終了ＳＯｘ保持量」という）に達したときに再生制御を終了するものとしたときに、再生制御が実行されている機関運転（以下「再生運転」という）状態で車両が予め定められた距離（以下「所定距離」という）走行する間に燃料噴射弁９から噴射された燃料量（以下「燃料噴射量」という）のデータを取得すると共に、燃料添加弁１９から排気ガス中に添加された燃料量（以下「燃料添加量」という）のデータを取得し、これらデータから、再生制御を実行していない機関運転（以下「通常運転」という）状態で車両が走行することになるであろう距離（以下「通常走行距離」という）と、再生運転状態で車両が走行することになるであろう距離（以下「再生走行距離」という）とを推定し、これら通常走行距離と再生走行距離と上述したように取得した燃料噴射量のデータと上述したように取得した燃料添加量のデータとから、通常運転と再生運転とがそれぞれ少なくとも１回ずつ行われる距離（以下「基準距離」という）だけ車両が走行したときの単位車両走行距離当たりの燃料消費量（以下「平均単位燃料消費量」という）を算出するというものである。
【００４７】
以下、この方法を詳細に説明する。まず、通常走行距離は、以下のようにして求められる。すなわち、再生運転状態で車両が所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量は、通常運転状態で車両が同じ所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量に一致するはずである。したがって、この燃料噴射量を所定距離で割って得られる値は、通常運転状態で車両が走行しているときに単位車両走行距離当たりに燃料噴射弁９から噴射される燃料量（以下「通常時単位燃料消費量」という）に相当する。一方、再生運転が終了して通常運転が開始されたとき、ＮＯｘ触媒１７のＳＯｘ保持量は、再生終了ＳＯｘ保持量になっている。そして、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ保持量が再生要求ＳＯｘ保持量に達したときに、通常運転が終了して再生運転が開始する。したがって、再生要求ＳＯｘ保持量と再生終了ＳＯｘ保持量との差を「ＳＯｘ保持可能量」と称したとき、通常運転は、ＮＯｘ触媒にＳＯｘ保持可能量のＳＯｘが保持されるまで続くことになる。ここで、通常運転中に燃焼室から排出されてＮＯｘ触媒に流入して該ＮＯｘ触媒に新たに保持されるＳＯｘ量は、燃料噴射量に依存していることから、通常時単位燃料消費量に基づいて単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒に新たに保持されるＳＯｘ量（以下「通常時単位ＳＯｘ保持量」という）を推定することができる。そして、このように推定した通常時単位ＳＯｘ保持量と上記ＳＯｘ保持可能量とから、通常走行距離を求めることができる。
【００４８】
そこで、本例の方法では、再生運転状態で所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量を所定距離で割って通常時単位燃料消費量を得る。そして、通常時単位燃料消費量を関数とする通常時単位ＳＯｘ保持量のマップを実験などによって予め求めておき、このマップと上述したようにして得た通常時単位燃料消費量とから通常時単位ＳＯｘ保持量を求める。そして、ＳＯｘ保持可能量をこうして求めた通常時単位ＳＯｘ保持量で割って通常走行距離を求める。
【００４９】
一方、再生走行距離は、以下のようにして求められる。すなわち、再生運転中に単位車両走行距離当たりにＮＯｘ触媒から放出されるＳＯｘ量（以下「単位ＳＯｘ放出量」という）は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合、云い換えれば、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガス中の還元剤（燃料）の量、すなわち、再生時単位燃料消費量に依存する。そして、再生運転は、ＮＯｘ触媒からＳＯｘ保持可能量のＳＯｘが放出されるまで続く。したがって、単位ＳＯｘ放出量とＳＯｘ保持可能量とから再生走行距離を求めることができる。
【００５０】
そこで、本例の方法では、再生運転状態で車両が所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量とトータルの燃料添加量との合計を所定距離で割って再生時単位燃料消費量を得る。そして、再生時単位燃料消費量を関数とする単位ＳＯｘ放出量のマップを実験などによって予め求めておき、このマップと上述したようにして得た再生時単位燃料消費量とから単位ＳＯｘ放出量を求める。そして、ＳＯｘ保持可能量をこうして求めた単位ＳＯｘ放出量で割って再生走行距離を求める。
【００５１】
そして、本例では、通常時単位燃料消費量に通常走行距離を掛けた値と再生時単位燃料消費量に再生走行距離を掛けた値との合計（この合計は、車両が通常走行距離と再生走行距離との合計距離だけ走行したときのトータルの燃料消費量である）を、通常走行距離と再生走行距離との合計距離で割って平均単位燃料消費量を求める。
【００５２】
なお、上述した算出方法の例では、再生運転中にＮＯｘ触媒に新たに保持されるＳＯｘがないことを前提に再生走行距離を求めているが、再生運転中にも燃焼室内でＳＯｘが生成されることから、再生運転中にもＳＯｘがＮＯｘ触媒に新たに保持されることを前提に再生走行距離を求めるようにしてもよい。この場合には、再生時単位燃料消費量を関数とする単位ＳＯｘ放出量のマップと上述したようにして得た再生時単位燃料消費量とから単位ＳＯｘ放出量を求める。一方、再生運転状態で所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量を所定距離で割って再生運転中に単位車両走行距離当たりに燃料噴射弁９から噴射される燃料の量（以下「再生時単位燃料噴射量」という）を得る。そして、再生時単位燃料噴射量を関数とする単位ＳＯｘ保持量のマップを実験などによって予め求めておき、このマップと上述したようにして得た再生時単位燃料噴射量とから再生運転中にＮＯｘ触媒が新たに保持するＳＯｘ量（以下「再生時単位ＳＯｘ保持量」という）を求める。また、再生運転状態で車両が所定距離走行する間のトータルの燃料噴射量とトータルの燃料添加量との合計を所定距離で割って再生時単位燃料消費量を得る。そして、再生時単位燃料消費量を関数とする単位ＳＯｘ放出量のマップと上述したようにして得た再生時単位燃料消費量とから単位ＳＯｘ放出量を求める。そして、こうして求めた単位ＳＯｘ放出量から上述したようにして求めた再生時単位ＳＯｘ保持量を引いた値でＳＯｘ保持可能量を割って再生走行距離を求める。
【００５３】
図４は、上述した本発明の実施の形態に従って内燃機関の運転を制御するルーチンの一例である。図４に示したルーチンでは、始めに、ステップ１０において、再生運転中であるか否かが判別される。ここで、再生運転中であると判別されたときには、ステップ１１に進んで、再生中断フラグＦｆがセットされている（Ｆｆ＝１）か否かが判別される。このフラグＦｆは、図５に示したルーチンにおいて、推定燃料消費量が所定量よりも多いときにセットされ、推定燃料消費量が所定量よりも少ないときにリセットされるフラグである。
【００５４】
ステップ１１において、Ｆｆ＝０であると判別されたとき（すなわち、推定燃料消費量が所定量よりも少ないとき）には、このまま再生制御を継続しても燃費はそれほど悪化しないものと判断し、ステップ１７に進んで、再生制御を継続する。一方、ステップ１１において、Ｆｆ＝０であると判別されたとき（すなわち、推定燃料消費量が所定量よりも多いとき）には、ステップ１２に進んで、ＮＯｘ触媒１７のＳＯｘ保持量ΣＳＯＸが所定量α以下である（ΣＳＯＸ≦α）か否かが判別される。ここで、ΣＳＯＸ＞αであると判別されたとき（すなわち、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ保持量が比較的多いとき）には、再生制御を中断するとＮＯｘ触媒のＳＯｘ保持量が許容限度以上に多くなってしまう可能性があると判断し、ステップ１７に進んで、再生制御を継続する。
【００５５】
一方、ステップ１２において、ΣＳＯＸ≦αであると判別されたとき（すなわち、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ保持量が比較的少ないとき）には、ステップ１３に進んで、再生中断フラグＦｓがセットされており（Ｆｓ＝１）且つ再生中断フラグＦｃがセットされている（Ｆｃ＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦｓは、図６に示したルーチンにおいて、リッチ可能運転割合が所定割合よりも大きいときにセットされ、リッチ可能運転割合が所定割合よりも小さいときにリセットされるフラグである。一方、フラグＦｃは、図７に示したルーチンにおいて、アクセル踏込回数が所定回数よりも少ないときにセットされ、アクセル踏込回数が所定回数よりも多いときにリセットされるフラグである。
【００５６】
ステップ１３において、Ｆｓ＝０またはＦｃ＝０であると判別されたとき（すなわち、リッチ可能運転割合が比較的小さいか、或いは、アクセル踏込回数が比較的多いとき）には、再生制御を中断してもこのまま再生制御を継続しても燃費の悪化の程度はそれほど変わらないものと判断し、ステップ１７に進んで、再生制御を継続する。一方、ステップ１３において、Ｆｓ＝１で且つＦｃ＝１であると判別されたとき（すなわち、リッチ可能運転割合が比較的大きく且つアクセル踏込回数が比較的少ないとき）には、再生制御を中断したほうが燃費の悪化をより抑制することができるものと判断し、ステップ１４に進んで、再生制御を中断する。
【００５７】
そして、図４に示した例では、ステップ１４において、車速Ｓが所定速度Ｓｔｈよりも速い（Ｓ≧Ｓｔｈ）か否かが判別され、ここで、Ｓ≧Ｓｔｈであると判別されたときには、ステップ１６に進んで、再生制御が再開され、一方、Ｓ＜Ｓｔｈであると判別されたときには、そのままルーチンを終了する（すなわち、再生制御の中断を継続する）。
【００５８】
図５は、図４のルーチンにおける再生中断フラグＦｓを設定するルーチンの一例を示している。図５のルーチンでは、始めに、ステップ２０において、車両が所定距離（例えば、１０００ｋｍ）ＤＳｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＳが前記所定距離ＤＳｔｈ以上である（ＤＳ≧ＤＳｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＤＳ＜ＤＳｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＳｔｈだけ走行したときからの車両走行距離が未だ所定距離ＤＳｔｈに達していないとき）には、そのままルーチンを終了する。一方、ステップ２０において、ＤＳ≧ＤＳｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離だけ走行したときからの車両走行距離ＤＳが所定距離ＤＳｔｈに達したとき）には、ステップ２１に進んで、車両が所定距離ＤＳｔｈだけ走行する間におけるリッチ可能運転割合Ｒｓを算出する。
【００５９】
そして、ステップ２２に進んで、車両が上記所定距離ＤＳｔｈよりも長い所定距離（例えば、５０００ｋｍ）ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが前記所定距離ＤＬｔｈ以下である（ＤＬ≦ＤＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＤＬ≦ＤＬｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが所定距離ＤＬｔｈに達していないとき）には、ステップ２３に進んで、ステップ２１で算出したリッチ可能運転割合Ｒｓを記憶する。
【００６０】
一方、ステップ２２において、ＤＬ＞ＤＬｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが所定距離ＤＬｔｈに達したとき）には、ステップ２４に進んで、リッチ可能運転割合Ｒｓを更新する。すなわち、このとき、既に学習値として記憶されている複数のリッチ可能運転割合Ｒｓが、ステップ２２でＤＬ≧ＤＬｔｈであると判別されるまでステップ２３で記憶された同数のリッチ可能運転割合Ｒｓに置き換えられる。例えば、ＤＳｔｈが１０００ｋｍであり、ＤＬｔｈが５０００ｋｍである場合には、ステップ２２でＤＬ≧ＤＬｔｈであると判別されるまでステップ２３で１０００ｋｍ毎のリッチ可能運転割合Ｒｓが５つ記憶されており、これら５つのリッチ可能運転割合Ｒｓに既に学習値として記憶されている５つのリッチ可能運転割合Ｒｓが置き換えられる。
【００６１】
そして、ステップ２５において、ステップ２４で更新されたリッチ可能運転割合Ｒｓの平均値Ｒｓａｖを算出する。そして、ステップ２６において、リッチ可能運転割合の平均値Ｒｓａｖが所定値Ｒｓｔｈ以上である（Ｒｓａｖ≧Ｒｓｔｈ）か、すなわち、機関運転がリッチ可能運転状態となる割合が比較的大きいか否かが判別される。ここで、Ｒｓａｖ≧Ｒｓｔｈであると判別されたときには、機関運転がリーン運転であるとき或いはリーン運転となったときに再生制御を実行せずに機関運転がリッチ可能運転状態となるまで再生制御の実行をした方が、燃費の悪化をより抑制することができるものと判断し、ステップ２７に進んで、再生中断フラグＦｓをセットする（この場合、図４のステップ１３において、Ｆｓ＝１であると判別されることから、再生制御が中断される可能性が高くなる）。一方、ステップ２６において、Ｒｓａｖ＜Ｒｓｔｈであると判別されたときには、機関運転がリーン運転であるとき或いはリーン運転となったときに再生制御を実行せずに機関運転がリッチ可能運転状態となるまで再生制御の実行をしたとしても、燃費の悪化をさほど抑制することができないものと判断し、ステップ２８に進んで、再生中断フラグＦｓをリセットする（この場合、図４のステップ１３において、Ｆｓ＝０であると判別されることから、再生制御が継続されることになる）。
【００６２】
図６は、図４のルーチンにおける再生中断フラグＦｃを設定するルーチンの一例を示している。図６のルーチンでは、始めに、ステップ３０において、車両が所定距離（例えば、１０００ｋｍ）ＤＳｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＳが前記所定距離ＤＳｔｈ以上である（ＤＳ≧ＤＳｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＤＳ＜ＤＳｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＳｔｈだけ走行したときからの車両走行距離が未だ所定距離ＤＳｔｈに達していないとき）には、そのままルーチンを終了する。一方、ステップ３０において、ＤＳ≧ＤＳｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離だけ走行したときからの車両走行距離ＤＳが所定距離ＤＳｔｈに達したとき）には、ステップ３１に進んで、車両が所定距離ＤＳｔｈだけ走行する間におけるアクセル踏込回数Ｃを算出する。
【００６３】
そして、ステップ３２に進んで、車両が上記所定距離ＤＳｔｈよりも長い所定距離（例えば、５０００ｋｍ）ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが前記所定距離ＤＬｔｈ以下である（ＤＬ≦ＤＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＤＬ≦ＤＬｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが所定距離ＤＬｔｈに達していないとき）には、ステップ３３に進んで、ステップ３１で算出したアクセル踏込回数Ｃを記憶する。
【００６４】
一方、ステップ３２において、ＤＬ＞ＤＬｔｈであると判別されたとき（すなわち、前回、車両が所定距離ＤＬｔｈだけ走行したときからの車両走行距離ＤＬが所定距離ＤＬｔｈに達した）ときには、ステップ３４に進んで、アクセル踏込回数Ｃを更新する。すなわち、このとき、既に学習値として記憶されている複数のアクセル踏込回数Ｃが、ステップ３２でＤＬ≧ＤＬｔｈであると判別されるまでステップ３３で記憶された同数のアクセル踏込回数Ｃに置き換えられる。例えば、ＤＳｔｈが１０００ｋｍであり、ＤＬｔｈが５０００ｋｍである場合には、ステップ３２でＤＬ≧ＤＬｔｈであると判別されるまでステップ３３で１０００ｋｍ毎のアクセル踏込回数Ｃが５つ記憶されており、これら５つのアクセル踏込回数Ｃに既に学習値として記憶されている５つのアクセル踏込回数Ｃが置き換えられる。
【００６５】
そして、ステップ３５において、ステップ３４で更新されたアクセル踏込回数Ｃの平均値Ｃａｖを算出する。そして、ステップ３６において、アクセル踏込回数の平均値Ｃａｖが所定値Ｃｔｈ以下である（Ｃａｖ≦Ｃｔｈ）か、すなわち、機関運転がリッチ可能運転状態となる割合が比較的大きいか否かが判別される。ここで、Ｃａｖ≦Ｃｔｈであると判別されたときには、機関運転がリーン運転であるとき或いはリーン運転となったときに再生制御を実行せずに機関運転がリッチ可能運転状態となるまで再生制御の実行をした方が、燃費の悪化をより抑制することができるものと判断し、ステップ３７に進んで、再生中断フラグＦｃをセットする（この場合、図４のステップ１３において、Ｆｃ＝１であると判別されることから、再生制御が中断される可能性が高くなる）。一方、ステップ３６において、Ｃａｖ＞Ｃｔｈであると判別されたときには、機関運転がリーン運転であるとき或いはリーン運転となったときに再生制御を実行せずに機関運転がリッチ可能運転状態となるまで再生制御の実行をしたとしても、燃費の悪化をさほど抑制することができないものと判断し、ステップ３８に進んで、再生中断フラグＦｃをリセットする（この場合、図４のステップ１３において、Ｆｃ＝０であると判別されることから、再生制御が継続されることになる）。
【００６６】
図７は、図４のルーチンにおける再生中断フラグＦｆを設定するルーチンの一例を示している。図７のルーチンでは、始めに、ステップ４０において、再生運転中であって且つ再生運転が開始されてからの車両走行距離Ｄが所定距離Ｄｔｈよりも長い（Ｄ＞Ｄｔｈ）か否かが判別される。ここで、再生運転中ではないと判別されたとき、或いは、Ｄ≦Ｄｔｈであると判別されたときには、そのままルーチンを終了する。
【００６７】
一方、ステップ４０において、再生運転中であってＤ＞Ｄｔｈであると判別されたときには、ステップ４１に進んで、今回の再生運転が開始されたときからの燃料噴射量（燃料噴射弁９から噴射された燃料の量）の積算値ΣＱを算出する。次いで、ステップ４２に進んで、今回の再生運転が開始されたときからの燃料添加量（燃料添加弁１９から噴射された燃料の量）の積算値ΣＱＡを算出する。次いで、ステップ４３に進んで、今回の再生運転が開始されたときからの総ＳＯｘ放出量（ＮＯｘ触媒１７から放出されたトータルのＳＯｘの量）ΔＳＯＸｄを算出する。
【００６８】
次いで、ステップ４４に進んで、今回の再生運転が開始されたときからの総ＳＯｘ保持量（ＮＯｘ触媒１７に新たに保持されたトータルのＳＯｘの量）ΔＳＯＸｉを算出する。次いで、ステップ４５に進んで、今回の再生運転が開始されたときからの車両走行距離Ｄを算出する。次いで、ステップ４６に進んで、次式１に従って、通常運転距離Ｄｎを算出する。
Ｄｎ＝Ｄ×（Ｓ／（ΔＳＯＸｉ×Ｋ））      …（１）
ここで、Ｄは、ステップ４５で算出した車両走行距離であり、Ｓは、ＳＯｘ保持可能量（これは、上述したように、再生要求ＳＯｘ保持量と再生終了ＳＯｘ保持量との差である）であり、ΔＳＯＸｉは、ステップ４４で算出した総ＳＯｘ保持量である。
【００６９】
また、Ｋは、１よりも大きい係数であって、通常運転中にＮＯｘ触媒に保持されているＮＯｘを還元するために燃料添加弁から排気ガス中に燃料を添加する制御（以下「リッチスパイク制御」という）が行われることを前提としたときに必要される総ＳＯｘ保持量ΔＳＯＸｉに対する補正を行う係数である。すなわち、ステップ４４で算出した総ＳＯｘ保持量ΔＳＯＸｉは、通常運転中に燃料噴射弁からは機関運転を維持するための燃料しか噴射されず、また、燃料添加弁からは燃料が噴射されないことを前提とした値であるが、通常運転中にリッチスパイク制御が行われる場合、通常運転中に燃料噴射弁から噴射される燃料と燃料添加弁から噴射される燃料とを合計した燃料の量は、通常運転中にリッチスパイク制御が行われない場合における燃料の量よりも多くなる。したがって、この場合、ステップ４４で算出した総ＳＯｘ保持量ΔＳＯＸｉは、リッチスパイク制御が行われる分だけ大きくされるべきである。そこで、上式１では、総ＳＯｘ保持量ΔＳＯＸｉに係数Ｋを掛けているのである。
【００７０】
さらに、ステップ４７に進んで、次式２に従って、再生運転距離Ｄｒを算出する。
Ｄｒ＝Ｄ×Ｓ／ΔＳＯＸｄ      …（２）
ここで、Ｄは、ステップ４５で算出した車両走行距離であり、Ｓは、ＳＯｘ保持可能量であり、ΔＳＯＸｄは、ステップ４３で算出した総ＳＯｘ放出量である。
【００７１】
そして、ステップ４８に進んで、次式３に従って、平均単位燃料消費量（これは、通常運転と再生運転とがそれぞれ少なくとも１回ずつ行われる距離だけ車両が走行したときの単位車両走行距離当たりの燃料消費量である）Ｒｆを算出する。
Ｒｆ＝（Ｄｎ×ΣＱ×Ｋ／Ｄ＋Ｄｒ×（ΣＱ＋ΣＱＡ）／Ｄ）／（Ｄｎ＋Ｄｒ）／（ΣＱ×Ｋ／Ｄ）      …（３）
ここで、Ｄｎは、ステップ４６で算出した通常走行距離であり、ΣＱは、ステップ４１で算出した燃料噴射量の積算値であり、Ｋは、上式１で用いた係数Ｋであり、Ｄは、ステップ４５で算出した車両走行距離であり、Ｄｒは、ステップ４７で算出した再生運転距離であり、ΣＱＡは、ステップ４２で算出した燃料添加量の積算値である。
【００７２】
次いで、ステップ４９に進んで、ステップ４８で算出した平均単位燃料消費量Ｒｆが所定量Ｒｆｔｈよりも大きい（Ｒｆ＞Ｒｆｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｒｆ＞Ｒｆｔｈであると判別されたときには、このまま再生運転を継続すると、燃費が大きく悪化してしまう可能性があると判断し、ステップ５０に進んで、再生中断フラグＦｆをセットする（この場合、図４のステップ１１において、Ｆｆ＝１であると判別されることから、再生制御が中断される可能性が残る）。一方、ステップ４９において、Ｒｆ≦Ｒｆｔｈであると判別されたときには、このまま再生運転を継続しても、燃費が大きく悪化する可能性は低いと判断し、ステップ５１に進んで、再生中断フラグＦｆをリセットする（この場合、図４のステップ１１において、Ｆｆ＝１であると判別されることから、再生制御が継続されることになる）。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明が適用される内燃機関を示した図である。
【図２】要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとを関数としたＮＯｘ生成量のマップを示した図である。
【図３】要求負荷Ｌと機関回転数Ｎとを関数としたＳＯｘ生成量のマップを示した図である。
【図４】本発明に従って内燃機関の運転を制御するルーチンの一例を示した図である。
【図５】図４に示したルーチンにおいて用いられる再生中断フラグＦｓを設定するルーチンの一例を示した図である。
【図６】図４に示したルーチンにおいて用いられる再生中断フラグＦｃを設定するルーチンの一例を示した図である。
【図７】図４に示したルーチンにおいて用いられる再生中断フラグＦｆを設定するルーチンの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｅ    機関本体
４    燃焼室
９    燃料噴射弁
１７    ＮＯｘ触媒
１９    燃料添加弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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